Nikrom telin uzunluğu nasıl hesaplanır

Nikrom hakkında temel bilgiler ve markalar

Nikel, manganez, silikon, demir, alüminyum ilavesiyle nikel ve krom alaşımı olarak adlandırılır. Bu malzeme için parametreler, alaşımdaki maddelerin spesifik oranına bağlıdır, ancak ortalama olarak aralıktadır:

• elektriksel direnç - 1.05-1.4 Ohm * mm²/ m (alaşım derecesine bağlı olarak);
• sıcaklık dayanımı katsayısı - (0.1-0.25) · 10⁻³ TO⁻¹;
• çalışma sıcaklığı - 1100 ° C;
• erime noktası - 1400 ° C;

Tablolarda, özdirenç genellikle μOhm * m (veya 10^-6 Ohm * m) - sayısal değerler aynıdır, boyut farkı.

Şu anda nikrom telin en yaygın markalarından ikisi var:

• X20H80. % 74 nikel ve% 23 kromun yanı sıra% 1 demir, silikon ve manganezden oluşur. Bu markanın iletkenleri 1250'ye kadar sıcaklıklarda kullanılabilir ^ᵒC, erime noktası - 1400 ^ᵒC. Ayrıca yüksek bir elektrik direncine sahiptir. Alaşım, ısıtma cihazlarının elemanlarının imalatı için kullanılır. Spesifik direnç 1.03-1.18 μOhm · m'dir;
• X15H60. Kompozisyon:% 60 nikel,% 25 demir,% 15 krom. Çalışma sıcaklığı 1150'den fazla değil ^ᵒErime noktası - 1390 ^ᵒC. Alaşımın manyetik özelliklerini artıran ve korozyon direncini artıran daha fazla demir içerir.

Bu alaşımların kaliteleri ve özellikleri hakkında daha fazla bilgiyi GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 ve diğerlerinden edinebilirsiniz.

Daha önce de belirtildiği gibi, nikrom tel ısıtma elemanlarına ihtiyaç duyulan her yerde kullanılır. Yüksek özdirenç ve erime noktası, bir su ısıtıcısı veya saç kurutma makinesinden bir mufla fırına kadar çeşitli ısıtma elemanlarının temeli olarak nikromun kullanılmasını mümkün kılar.

Hesaplama Yöntemleri

Dirençle

Nikrom telin uzunluğunu güç ve direnç açısından nasıl hesaplayacağımızı anlayalım. Hesaplama, gerekli gücün belirlenmesiyle başlar. 12V güç kaynağından çalışacak 10 watt gücünde küçük bir havya için nikrom ipliğe ihtiyacımız olduğunu düşünün. Bunu yapmak için 0.12 mm çapında bir telimiz var.

Isıtma dikkate alınmadan güçteki nikrom uzunluğunun en basit hesaplanması aşağıdaki gibi yapılır:

Mevcut gücü tanımlayın:

P = Kullanıcı Arayüzü

I = P / U = 10/12 = 0,83 A

Nikrom tel direncinin hesaplanması Ohm yasası:

R = U / I = 12 / 0.83 = 14.5 Ohm

Telin uzunluğu:

l = SR /ρ,

burada S, kesit alanıdır, ρ – özdirenç.

Veya bu formüle göre:

l = (Rπd2) / 4ρ

Ancak önce 0.12 mm çapında nikrom telin direncini hesaplamanız gerekir. Çapa bağlıdır - daha büyük, daha az direnç.

L = (14.5 * 3.14 * 0.12 ^ 2) / 4 * 1.1 = 0.149m = 14.9cm

Aynı şey GOST 12766.1-90 tablosundan alınabilir. 8, 95.6 Ohm / m değerinin belirtildiği, eğer sayarsanız, hemen hemen aynı şeyi alırsınız:

L = R_gereklidir/ R_tabl= 14,4 / 95,6 = 0,151 m = 15,1 cm

12V ile çalışan 10 watt'lık bir ısıtıcı için 15,1 cm'ye ihtiyacınız var.

Bu uzunluğa sahip bir nikrom telden bükmek için bir spiralin dönüş sayısını hesaplamanız gerekiyorsa, aşağıdaki formülleri kullanın:

Bir dönüş uzunluğu:

l₁= π (D + d / 2),

Dönüş sayısı:

N = L / (π (D + d / 2)),

burada L ve d telin uzunluğu ve çapı, D spiralin üzerine sarılacağı çubuğun çapıdır.

Bir nikrom teli 3 mm çapında bir çubuğa saracağımızı varsayalım, daha sonra hesaplamalar milimetre olarak yapılır:

N = 151 / (3.14 (3 + 0.12 / 2)) = 15.71 dönüş

Ancak aynı zamanda, böyle bir kesitin nikromunun bu akıma dayanıp dayanamayacağı dikkate alınmalıdır. Belirli bölümler için belirli bir sıcaklıkta izin verilen maksimum akımı belirlemek için detaylı tablolar aşağıda verilmiştir. Basit bir deyişle - telin kaç derece ısınması gerektiğini belirler ve nominal akım için kesitini seçersiniz.

Ayrıca, ısıtıcı sıvının içindeyse, akımın 1.2-1.5 kat arttırılabileceğini ve kapalı bir alanda ise tersi azaltılabileceğini unutmayın.

Sıcaklığa göre

Yukarıdaki hesaplamanın sorunu, nikrom ipliğinin çapı ve uzunluğu boyunca soğuk bir spiralin direncini dikkate almamızdır. Ancak sıcaklığa bağlıdır, ancak hangi koşullar altında onu elde etmenin mümkün olacağını da düşünmek gerekir. Bu hesaplama hala köpük kesmek veya bir ısıtıcı için geçerliyse, bir mufla fırını için çok kaba olacaktır.

Bir fırın için nikrom hesaplamalarına bir örnek veriyoruz.

İlk önce hacmini belirleyin, 50 litre diyelim, sonra gücü belirleyin, bunun için ampirik bir kural var:

• 50 litreye kadar - 100W / l;
• 100-500 litre - 50-70 W / l.

Sonra bizim durumumuzda:

P = p_emp* V = 50 * 100 = 5 kW.

Ardından, mevcut gücü ve direnci düşünüyoruz:

220V için:

I = 5000/220 = 22,7 Amper

R = 220/22,7 = 9,7 Ohm

Spiralleri bir yıldıza bağlarken 380V için hesaplama aşağıdaki gibi olacaktır.

Gücü 3 aşamaya bölün:

Pf = 5/3 = faz başına 1,66 kW

Bir yıldızla bağlandığında, her bir dalı 220V uygulanır (faz voltajı, elektrik tesisatınıza bağlı olarak değişebilir), ardından akım:

I = 1660/220 = 7,54 A

Direnç:

R = 220 / 7.54 = 29.1 Ohm

Üçgen bağlantı için, 380V doğrusal gerilime göre hesaplıyoruz:

I = 1660/380 = 4,36 A

R = 380 / 4,36 = 87,1 Ohm

Çapı belirlemek için, ısıtıcının özgül yüzey gücü dikkate alınır. Uzunluğu hesaplıyoruz, özdirenci masadan alıyoruz. 8. GOST 12766.1-90, ancak önce çapı tanımlarız.

Formülü kullanarak fırının özgül yüzey gücünü hesaplamak.

Bahis (ısı emici yüzeye bağlıdır) ve bir (radyasyon verimi katsayısı) aşağıdaki tablolara göre seçilir.

Bu nedenle, fırını 1000 dereceye kadar ısıtmak için 1100 derecelik spiral sıcaklığı alın, sonra seçim tablosuna B göre_ef 4,3 W / cm'lik bir değer seçin²ve seçim tablosuna göre a - 0.2 katsayısı.

AT_ek= B_ef* a = 4,3 * 0,2 = 0,86 W / cm² = 0,86 * 10 ^ 4 W / m²

Çap formül ile belirlenir:

R,_t - belirli bir t'deki ısıtıcı malzemenin özgül direnci GOST 12766.1, tablo 9'a (aşağıda gösterilmiştir) göre belirlenir.

Nikrom X80N20 - 1,025 için

R,_t= p₂₀* R₁₀₀₀= 1,13 * 10 ^ 6 * 1,025 = 1,15 * 10 ^ 6 Ohm / mm

Ardından, "Yıldız" şemasına göre üç fazlı bir ağa bağlanmak için:

d = 1,23 mm

Uzunluk formülle hesaplanır:

L = 42d

Değerleri kontrol edin:

L = R / (p * k) = 29,1 / (0,82 * 1,033) = 34m

Değerler spiralin yüksek sıcaklığı nedeniyle farklılık gösterir; kontrol bir dizi faktörü dikkate almaz. Bu nedenle, 1 spiral - 42m uzunluğunu alıyoruz, daha sonra üç spiral için 126 metre 1.3 mm nikrome ihtiyacınız var.

Sonuç

Böylece, bir nikrom spiral için telin uzunluğunu hesaplayabilir ve güç, kesit ve sıcaklık ile istenen çapı belirleyebilirsiniz. Dikkate alınması önemlidir:

• Çevre koşulları;
• ısıtma elemanlarının yeri;
• spiral sıcaklık;
• yüzeyin ısıtılması gereken sıcaklık ve diğer faktörler.

Yukarıdaki hesaplama bile, karmaşıklığına rağmen, yeterince doğru olarak adlandırılamaz. Isıtma elemanlarının hesaplanması sürekli bir termodinamik olduğundan ve sonuçlarını etkileyen bir dizi faktörden bahsedilebilir, örneğin bir fırının ısı yalıtımı vb.

Pratikte, spiralleri değerlendirdikten sonra, sonuca bağlı olarak ekler veya çıkarırlar veya ayarlamak için sıcaklık sensörleri ve cihazları kullanırlar.

İlgili malzemeler:

• Bir indüksiyon kazanı nasıl yapılır
• Güç ve akım ile kablo kesitinin hesaplanması
• Tel direnci nasıl hesaplanır